Cosa sono i circuiti integrati a microonde?

I circuiti integrati a microonde, o MIC, sono un tipo di semiconduttore a microchip progettato per funzionare specificamente su frequenze a microonde, spesso a 1 gigahertz (GHz) o superiore. La capacità specifica di trasmettere su microonde è di solito ciò che differenzia i MIC da altri tipi di circuiti integrati. I MIC sono ampiamente utilizzati in piccoli dispositivi elettronici che funzionano tramite frequenze elettroniche ed elettromagnetiche, come telefoni cellulari, dispositivi GPS, sistemi telecomandati e dispositivi di imaging. Le loro dimensioni ridotte ne consentono l'utilizzo in più dispositivi portatili e wireless e la natura del MIC è tale che un chip può funzionare come dispositivo autonomo, utilizzando solo un singolo wafer a semiconduttore.

I MIC sono stati progettati per la prima volta negli anni '40 e si sono evoluti dal circuito a microonde di base man mano che la domanda e le tecnologie dell'epoca consentivano progressi nella fabbricazione di circuiti basati su wafer. Da allora, i circuiti integrati a microonde sono maturati da semplici circuiti a funzione singola a circuiti complessi e multifunzione di dimensioni sempre più piccole e capacità complesse. Costituiscono la radice delle industrie manifatturiere a microonde e semiconduttori e molti tipi di MIC possono essere prodotti in serie in modo economico ed efficiente per l'uso nell'elettronica di consumo, nella scienza e nell'industria.

Tipi specializzati di MIC hanno diversi vantaggi e applicazioni, che sono spesso determinati dal loro metodo di fabbricazione. I circuiti integrati a microonde ibridi (HMIC) sono realizzati posizionando componenti discreti su una scheda, denominata substrato . I singoli componenti possono essere condensatori, resistori, transistor o altri chip. Insieme formano l'intero MIC. I materiali utilizzati nella fabbricazione e nella saldatura dei componenti possono influenzare la frequenza, le proprietà elettriche e le prestazioni complessive del circuito.

I circuiti integrati monolitici a microonde, noti anche come MMIC, richiedono un design più complesso, in cui l'intero circuito è progettato come un singolo chip e tutti i componenti sono fabbricati sul substrato semiconduttore. Gli MMIC sono spesso utilizzati nei sistemi satellitari che richiedono circuiti piccoli e poco costosi che offrono ancora velocità e prestazioni elevate. Questi circuiti operano in bande ovunque da 300 megahertz (MHz) a 300 GHz e sono in grado di gestire più funzioni di frequenza e potenza.

Molti utenti ritengono che gli MMIC offrano vantaggi significativi rispetto ai circuiti ibridi a causa delle differenze di progettazione e delle capacità prestazionali. Il concetto moderno del circuito integrato a microonde si riferisce generalmente al MMIC - che è considerato un progresso rispetto al MIC originale, più grande e più pesante - nonostante le limitazioni MMIC, che possono includere la mancanza di flessibilità funzionale dopo la fabbricazione iniziale. Per progetti di circuiti più robusti, scalabili e flessibili, molti integrano molteplici MMIC specializzati multi-funzione in circuiti integrati a microonde più grandi e complessi.